[发明专利]一种浮头式固体氧化物燃料电池的电堆堆心结构

说明书

本发明公开了一种浮头式固体氧化物燃料电池的电堆堆心结构，包括浮头端外壳体、浮头、燃料出气法兰、波纹连接管、堆芯主体、第一壳体连接螺栓、浮头连接螺栓、主外壳体、固定端外壳体、燃料进气法兰、第二壳体连接螺栓、空气出气法兰和空气进气法兰。本发明的浮头式SOFC电堆，两端管板中只有一端与壳体固定，另一端可相对壳体移动，浮头由浮动管板和浮头端盖组成，电池管束与电堆壳体互不约束，电池管束受热时，管束连同浮头可以沿轴线自由伸缩，完全消除了温差应力。电堆管束根据长度的大小，可以按一定的间距设置中间扰流板，起到支撑管束与导流的作用，浮头端开设阳极气体导流波纹管，起到导流与不约束电堆热伸缩的功能。

技术领域

本发明涉及一种燃料电池的电堆堆心结构，具体为一种浮头式固体氧化物燃料电池的电堆堆心结构，属于电池应用技术领域。

背景技术

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高；另外，燃料电池用燃料和氧气作为原料；同时没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的有害气体极少。由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。

固体氧化物燃料电池(SOFC)的电堆结构受制于不同电堆材料热膨胀系数不一致，带来的电堆开裂失效及密封失效等系列问题，严重制约SOFC电堆的使用寿命及功率的提升，因此，针对上述问题提出一种浮头式固体氧化物燃料电池的电堆堆心结构。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种浮头式固体氧化物燃料电池的电堆堆心结构。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种浮头式固体氧化物燃料电池的电堆堆心结构，包括主外壳体，其特征在于：所述主外壳体的一端固定有固定端外壳体，所述固定端外壳体与所述主外壳体之间通过第二壳体连接螺栓进行连接，且所述固定端外壳体上设有燃料进气法兰；所述主外壳体的同一端对称设有空气进气法兰和空气出气法兰；所述主外壳体背离所述固定端外壳体的一端设有浮头端外壳体，所述浮头端外壳体与所述主外壳体之间通过第一壳体连接螺栓进行连接；所述浮头端外壳体的内部设有固定于堆芯主体的浮头；所述浮头与所述堆芯主体之间通过所述浮头连接螺栓进行连接；所述浮头上设有波纹连接管，且所述波纹连接管的端部设有燃料出气法兰。

优选的，所述空气进气法兰和空气出气法兰设于主外壳体的同一条直线上。

优选的，所述浮头端外壳体与所述浮头均为中空半球形结构。

优选的，所述浮头端外壳体与所述浮头之间存有间隙，且所述浮头位于浮头端外壳体的内部。

优选的，所述浮头与波纹连接管之间连通，且所述波纹连接管贯穿浮头端外壳体。

本发明的有益效果是：本发明的浮头式SOFC电堆，两端管板中只有一端与壳体固定，另一端可相对壳体移动，浮头由浮动管板和浮头端盖组成，电池管束与电堆壳体互不约束，电池管束受热时，管束连同浮头可以沿轴线自由伸缩，完全消除了温差应力。电堆管束根据长度的大小，可以按一定的间距设置中间扰流板，起到支撑管束与导流的作用，浮头端开设阳极气体导流波纹管，起到导流与不约束电堆热伸缩的功能。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明的A-A处剖视图；

图3为本发明的整体结构左视图。

图中：1、浮头端外壳体，2、浮头，3、燃料出气法兰，4、波纹连接管，5、堆芯主体，6、第一壳体连接螺栓，7、浮头连接螺栓，8、主外壳体，9、固定端外壳体，10、燃料进气法兰，11、第二壳体连接螺栓，12、空气出气法兰，13、空气进气法兰。